電弧熔爐生產電熔氧化鎂的工藝流程主要包括(kuo)：原料(liao)配料(liao)、電弧熔融、破碎、選別、粉(fen)碎、篩別、磁選、分類包裝等(deng)。

(1)原料

我(wo)國有豐富的優質菱(ling)鎂(mei)礦石(shi)，氧(yang)化(hua)鎂(mei)含量高(gao)，又易于開采，因此，被廣(guang)泛用(yong)作(zuo)電熔(rong)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的原料。采用(yong)菱(ling)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料，碳酸(suan)鎂(mei)分(fen)解產生(sheng)CO2氣(qi)體，由于有大量氣(qi)體從爐內(nei)排出影(ying)響著電熔(rong)過程的進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對電熔(rong)氧化鎂(mei)的(de)結晶帶的(de)形成均有不利(li)影響，由(you)于大(da)量塵料飛損，使物料損耗和能量消耗增高，也惡化了車間生產(chan)環(huan)境。但由(you)于優質菱鎂(mei)礦石容易獲(huo)得，價格很低廉，所(suo)以，仍是(shi)我國電熔(rong)氧化鎂(mei)用得最多最廣泛的(de)原料。

(2)配料

①菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)。菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦(kuang)石中氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的含量高低和化(hua)(hua)學成分直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量，同時(shi)在電熔(rong)過(guo)程中也直(zhi)接影響(xiang)到(dao)電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)得到(dao)的品(pin)級比例，因此(ci)，為(wei)了保證電熔(rong)凝氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的質(zhi)量和品(pin)級比例，必須(xu)對各種礦(kuang)石進行適當的配比后進行熔(rong)煉(lian)。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)遼寧省水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)礦源(yuan)非(fei)常豐富，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)含(han)量(liang)高于菱(ling)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造(zao)電(dian)熔凝氧(yang)化鎂(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)原料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)化學成分見表2。

表(biao)2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)。以(yi)輕燒氧(yang)化(hua)鎂(mei)作為電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)原料，可以(yi)使生(sheng)產環境得到改善，可以(yi)降低運輸(shu)費(fei)用(yong)。由于電熔時(shi)排出氣體少，成分也較均(jun)勻，對提高電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)質量有利。

我國(guo)有一些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)以輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)制成(cheng)球(qiu)料(liao)入(ru)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)。輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)含量(liang)達(da)到98%，以此料(liao)能(neng)生(sheng)產出(chu)白色(se)大結晶電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)。但由于(yu)成(cheng)球(qiu)費用(yong)(yong)高，影響生(sheng)產成(cheng)本(ben)。目前(qian)，有的(de)廠家采用(yong)(yong)反射(she)爐輕燒氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)，以一定的(de)粒度加入(ru)熔(rong)爐電(dian)(dian)(dian)熔(rong)，電(dian)(dian)(dian)熔(rong)氧(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)質(zhi)量(liang)比用(yong)(yong)菱鎂(mei)礦石好，成(cheng)本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料(liao)作原料(liao)時(shi)便宜，因而得到了一定的(de)推廣。

④燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂。為了某些電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)特殊要求，有時必須(xu)在電(dian)熔過程(cheng)中采用燒結(jie)(jie)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，如采用海水(shui)鎂(mei)砂作(zuo)為電(dian)熔原(yuan)料，一般首先(xian)利用處理海水(shui)和(he)石灰乳作(zuo)用生產氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)，將(jiang)氫(qing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)煅(duan)燒成輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。用其(qi)他方法(fa)也可以(yi)制(zhi)得輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)(詳見工業氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)制(zhi)取方法(fa))，采用輕燒氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)作(zuo)為原(yuan)料生產電(dian)熔凝氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鎂(mei)。奧絲(si)脫(AusT)和(he)拉(la)特爾(Ruttere)等(deng)研究認為，極少量(liang)的(de)(de)雜質(zhi)氣(qi)體(ti)(相(xiang)(xiang)(xiang))也屬于晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)雜質(zhi)，可明顯(xian)影響晶(jing)(jing)粒的(de)(de)長(chang)大。因為雜質(zhi)相(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)作(zuo)用在于增加(jia)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)運(yun)動所需的(de)(de)能(neng)量(liang)。當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)(jing)體(ti)能(neng)量(liang)降(jiang)(jiang)低，其(qi)降(jiang)(jiang)低量(liang)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)成正比，所以(yi)必須(xu)提高晶(jing)(jing)界(jie)(jie)能(neng)，晶(jing)(jing)界(jie)(jie)才能(neng)離開第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)繼續運(yun)動。并且當(dang)(dang)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)橫(heng)(heng)截面積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)的(de)(de)晶(jing)(jing)界(jie)(jie)必須(xu)變形(xing)，第(di)二相(xiang)(xiang)(xiang)數量(liang)愈(yu)多(duo)，晶(jing)(jing)粒長(chang)大的(de)(de)極限尺寸愈(yu)小。

另一方面(mian)為了(le)降低電熔(rong)凝氧化鎂(mei)的顯氣孔率，也(ye)應盡(jin)量減少原料氧化鎂(mei)的氣體排(pai)出，因此，采用燒結鎂(mei)砂電熔(rong)有(you)其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些特性(xing)是同原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)分子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)力學本性(xing)如離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)半徑(jing)的(de)(de)(de)尺寸，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電位數值，離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)外層結構(gou)等相關聯。而氧化(hua)鎂的(de)(de)(de)離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)尺寸、質(zhi)量(liang)(liang)和(he)電荷、陽離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)陰離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)之間的(de)(de)(de)結合(he)特性(xing)和(he)強度、離(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)極化(hua)作(zuo)用、結晶構(gou)造(zao)等決定(ding)它是一高熔點化(hua)合(he)物。

氧化(hua)鎂(mei)的熔(rong)點(dian)和結構(gou)參數：陽離子(zi)(zi)半徑0.074mm;陰離子(zi)(zi)半徑0.53mm;結構(gou)類型NaCl;配位數6;有(you)效配位數8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點(dian)2800℃。

電(dian)熔(rong)(rong)(rong)凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)制造的(de)(de)最(zui)重要過(guo)程(cheng)是由各種(zhong)鎂(mei)質(zhi)原料(liao)，通過(guo)各種(zhong)形(xing)式的(de)(de)加熱方(fang)法(fa)產生高溫使鎂(mei)質(zhi)材料(liao)(MgO)熔(rong)(rong)(rong)化(hua)，變(bian)成氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)體(ti)。要使氧(yang)化(hua)鎂(mei)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)，必須消(xiao)耗大(da)(da)量的(de)(de)熱能，以克服離子(zi)間的(de)(de)引力。通過(guo)強大(da)(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而熔(rong)(rong)(rong)化(hua)氧(yang)化(hua)鎂(mei)的(de)(de)方(fang)法(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔(rong)(rong)(rong)融(rong)法(fa)。這個融(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)一(yi)般包括熱的(de)(de)傳導(dao)、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔(rong)(rong)(rong)化(hua)、析晶、晶體(ti)長(chang)大(da)(da)等一(yi)系(xi)列物理化(hua)學變(bian)化(hua)的(de)(de)過(guo)程(cheng)。

①脫(tuo)水(shui)過程。用水(shui)鎂石作原料有一(yi)脫(tuo)水(shui)過程。水(shui)鎂石的主要成分是(shi)氫氧(yang)化鎂Mg(OH)2。其(qi)脫(tuo)水(shui)過程是(shi)：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)。用菱(ling)鎂礦作為原(yuan)料時(shi)有一個(ge)(ge)脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)，脫(tuo)碳(tan)過程(cheng)包括兩(liang)個(ge)(ge)方面(mian)。一方面(mian)是(shi)菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)熱(re)分解(jie)，菱(ling)鎂礦石(shi)的(de)主要成(cheng)分是(shi)碳(tan)酸鎂(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面(mian)，由(you)于在電熔(rong)(rong)過程中(zhong)(zhong)往往在原料氧化鎂中(zhong)(zhong)加入石(shi)墨(mo)粉末(mo)添加物(助劑)，在電熔(rong)(rong)爐起動過程中(zhong)(zhong)需在三(san)電極(石(shi)墨(mo)電極)的下(xia)端用石(shi)墨(mo)粉末(mo)鋪成三(san)角(jiao)形(xing)或星形(xing)導(dao)線路，在通電過程中(zhong)(zhong)受熱(re)燒損(sun)或完(wan)全燃燒除去石(shi)墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)。熔化(hua)(hua)過(guo)程(cheng)即(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離子和(he)氧(yang)(yang)離子在強電弧(hu)產(chan)生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)能作用下，克服單(dan)晶(jing)體(ti)中(zhong)的(de)(de)晶(jing)格能的(de)(de)束縛，變(bian)成(cheng)能自由運動的(de)(de)過(guo)程(cheng)。也就(jiu)是(shi)說，氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫(wen)度(熔點(dian))就(jiu)會由固體(ti)變(bian)成(cheng)液體(ti)，叫(jiao)熔化(hua)(hua)。在這一過(guo)程(cheng)中(zhong)需消耗(hao)大量的(de)(de)電能。據電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)生(sheng)產(chan)者對用水(shui)(shui)鎂(mei)石(shi)作原料生(sheng)產(chan)電熔凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)的(de)(de)熱(re)(re)平衡的(de)(de)衡算，熱(re)(re)消耗(hao)的(de)(de)比例如下：氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(mei)晶(jing)體(ti)生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)消耗(hao)值(zhi)34.9%，渣皮消耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)15.3%，散(san)砂生(sheng)成(cheng)熱(re)(re)耗(hao)值(zhi)3.0%，冷卻水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)8.4%，冷卻爐殼的(de)(de)水(shui)(shui)耗(hao)熱(re)(re)值(zhi)7.9%，爐子表面散(san)熱(re)(re)值(zhi)6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)值(zhi)28.8%。電能損(sun)失值(zhi)3.2%，從這些統計(ji)數(shu)據可以(yi)看出(chu)，在電熔